DE69415991T2

DE69415991T2 - Neue bearbeitungstechnik für retroreflektiven würfeleckigen körper und herstellungsverfahren desselben

Info

Publication number: DE69415991T2
Application number: DE69415991T
Authority: DE
Inventors: Gerald M. Saint Paul Mn 55133-3427 Benson; Kenneth L. Saint Paul Mn 55133-3427 Smith
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2014-10-21
Also published as: US6080340A; WO1995011470A2; EP0724736A1; JP3590064B2; US6168275B1; EP0724736B1; JPH09504384A; CN1133637A; DE69415991D1; CN1040695C; US5600484A; CA2173229A1

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft retroreflektive würfeleckige Elementkörper mit prismatischen retroreflektiven Elementen.

Hintergrund der Erfindung

Es sind viele Arten retroreflektiver Elemente einschließlich prismatischer Muster bekannt, welche eine oder mehrere üblicherweise als Würfelecken bekannte geometrische Strukturen enthalten. Eine retroreflektive Folie, welche reflektierende Elemente der würfeleckigen Art enthält, ist ebenfalls allgemein bekannt. Würfeleckige Reflexionselemente sind Triederstrukturen, welche drei wechselseitig nahezu senkrechte Seitenflächen aufweisen, die sich in einer einzigen Ecke treffen. An den Würfelflächen werden typischerweise bedingt entweder durch innere Totalreflexion oder durch reflektive Beschichtungen Lichtstrahlen reflektiert. Die Herstellung direkt bearbeiteter Anordnungen mit retroreflektiven würfeleckigen Elementen weist viele Ineffizienzen und Einschränkungen auf. Die prozentuale aktive Apertur, Flexibilität, und Herstellungseinfachheit werden nachteilig von diesen Einschränkungen beeinflußt, und die Gesamtproduktionskosten im Vergleich zur Leistung sind in Bezug auf die neue Klasse von Körpern und Herstellungsverfahren, die nachstehend gelehrt werden, oft höher.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung stellt würfeleckige Körper bereit, die aus einer Anordnung von würfeleckigen Elementen bestehen, die von mindestens zwei sich schneidenden Sätzen von direkt eingearbeiteten parallelen Nuten gebildet werden. Die Höhe von mindestens einer der Strukturen ist gemäß nachstehender Beschreibung an andere Strukturen in der Anordnung angepaßt oder unterscheidet sich davon. Die Erfindung stellt auch Verfahren zur Herstellung derartiger würfeleckiger Körper bereit. Kurz zusammengefaßt, umfaßt das Verfahren typischerweise ein Einarbeiten sich überschneidender Sätze paralleler Nuten, wie hierin beschrieben, in ein Substrat und das Ausbilden einer oder mehrerer Generationen von Abdrucken des Substrates.
Retroreflektive Körper der Erfindung überwinden viele strukturelle und optische Einschränkungen herkömmlicher würfeleckiger retroreflektiver Elementemuster. Die durch die Erfindung bereitgestellte neue Klasse von würfeleckigen Anordnungen mit Mehrfachstrukturen erlauben verschiedene Würfeleckenformen und erlauben die Herstellung von würfeleckigen Anordnungen mit im hohem Maße anpaßbarer optischer Leistung.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun ferner unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße, veranschaulichende direkt bearbeitete retroreflektive würfeleckige Elementanordung mit drei Nutsätzen.
Fig. 2 ist eine Schnittaufrißansicht entlang einer Linie 2-2 von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf einige der aktiven Aperturen der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung.
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße, veranschaulichende direkt bearbeitete Anordnung mit mehreren Nutsätzen mit einem Freiwinkel von 3º.
Fig. 5 ist eine Schnittaufrißansicht entlang einer Linie 5-5 von Fig. 4.
Fig. 6 ist eine Draufsicht auf einige der aktiven Aperturen der in Fig. 4 dargestellten Anordnung.
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße, veranschaulichende direkt bearbeitete retroreflektive würfeleckige Elementanordung.
Fig. 8 ist eine Schnittaufrißansicht entlang einer Linie 8-8 von Fig. 7.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einige der aktiven Aperturen der in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellten Anordnungen.
Fig. 10 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße, veranschaulichende direkt bearbeitete retroreflektive würfeleckige Elementanordung.
Fig. 11 ist eine Draufsicht auf einige der aktiven Aperturen der in Fig. 10 dargestellten Anordnung bei einem Einfallswinkel von Null.
Fig. 12 ist eine graphische Darstellung, welche die prozentuale aktive Apertur über dem Einfallswinkel für die in Fig. 1, 4 und 7 gestellten Anordnungen zeigt.
Fig. 13 ist eine graphische Darstellung, welche die prozentuale aktive Apertur über dem Einfallswinkel für die in Fig. 7 und 10 gestellten Anordnungen zeigt.
Fig. 14 ist eine Schnittaufrißansicht, welche die Anwendung eines Versiegelungsmediums darstellt.
Fig. 15 ist eine Schnittaufrißansicht, welche eine retroreflektive würfeleckige Elementanordnung mit einer Trennoberfläche darstellt.
Fig. 16 ist eine schematische Ansicht eines Bearbeitungswerkzeugs zum Nutenschneiden direkt bearbeiteter Anordnungen.
Fig. 17 ist eine Draufsicht auf eine veranschaulichende zusammengesetzte Anordnung der Erfindung mit mehreren Anordnungszonen.
Diese Figuren mit Ausnahmen der Fig. 12 und 13 sind idealisiert und nicht maßstabsgerecht, und sollen lediglich darstellender und nicht einschränkender Natur sein.

Detaillierte Beschreibung veranschaulichender Ausführungsformen der Erfindung.

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines würfeleckigen Körpers mit den Schritten, Bereitstellen eines bearbeitbaren Substrates eines Materials, das zur Formung reflektiver Oberflächen geeignet ist, und Erzeugen mehrerer geometrischer Strukturen einschließlich würfeleckiger Elemente in dem Substrat durch direktes Einarbeiten von mindestens zwei Sätzen paralleler Nuten in das Substrat bereit. Das direkte Einarbeiten bildet mindestens eine Seitenoberfläche einer geometrischen Struktur sowohl mit einem optischen Anteil als auch einem nicht-optischen Anteil.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Bearbeiten eines würfeleckigen Körpers mit den Schritten, Bereitstellen eines direkt bearbeitbaren Substrates eines Materials, in welches mehrere Anfangsnutensätze eingearbeitet werden, um mehrere geometrische Strukturen einschließlich würfeleckiger Elemente zu erzeugen, und Anpassen der Höhe mindestens einer von den geometrischen Strukturen durch direktes Einarbeiten mindestens einer zusätzlichen Nut in mindestens einen Nutensatz bereit.
Die Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Bearbeiten eines würfeleckigen Körpers mit den Schritten, Bereitstellen eines direkt bearbeitbaren Substrates eines Materials, in welches mehrere Nutensätze eingearbeitet werden, um mehrere geometrische Strukturen einschließlich würfeleckiger Elemente zu erzeugen, und Bearbeiten mindestens einer von den Nuten in jedem von mindestens zwei Nutensätzen entlang sich teilweise überlappender Pfade in dem Substrat aber bei verschiedenen Nuttiefen, um eine Endnut zu formen, bereit.
Die Erfindung stellt ferner einen retroreflektiven würfeleckigen Körper bereit, welcher ein Abdruck eines direkt bearbeiteten Substrats ist, in welchem mehrere geometrische Strukturen einschließlich würfeleckiger Elemente in das Substrat eingearbeitet sind. Mindestens eine der geometrischen Strukturen ist in der Höhe angepaßt, indem mindestens eine zusätzliche Nut in mindestens einen Nutensatz eingearbeitet wird.
Die Erfindung stellt ferner einen retroreflektiven würfeleckigen Körper bereit, welcher ein Abdruck eines direkt bearbeiteten Substrats ist, in welchem mehrere geometrische Strukturen einschließlich würfeleckiger Elemente in das Substrat eingearbeitet sind. Jede geometrische Struktur ist durch mindestens eine Nut von jeder von mindestens zwei Sätzen paralleler Endnuten in dem Substrat begrenzt, und mindestens eine geometrische Struktur weist eine Seitenoberfläche sowohl mit einem optischen Anteil als auch einem nichtoptischen Anteil auf.
Die Erfindung stellt ferner eine zusammengesetzte Folie aus retroreflektiven würfeleckigen Elementen mit mehreren Zonen geometrischer Strukturen einschließlich retroreflektiver würfeleckiger Elemente bereit. Jede Zone weist einen Abdruck eines direkt bearbeiteten Substrates auf, in welches mehrere Anfangsnutensätze eingearbeitet sind, um mehrere geometrische Strukturen einschließlich würfeleckiger Elemente zu erzeugen. Die zusammengesetzte Folie weist mindestens eine Zone mit höhenangepaßten geometrischen Strukturen mit würfeleckigen Elementen auf, die durch direktes Einarbeiten mindestens einer zusätzlichen Nut in mindestens einen Nutensatz ausgebildet werden.
Die Erfindung stellt ferner eine zusammengesetzte Folie aus retroreflektiven würfeleckigen Elementen mit mehreren Zonen geometrischer Strukturen einschließlich retroreflektiver würfeleckiger Elemente bereit. Jede Zone weist einen Abdruck eines direkt bearbeiteten Substrates auf, in welchem mehrere würfeleckige Elemente in dem Substrat durch mehrere Nuten von mehreren Nutensätzen begrenzt sind. Die zusammengesetzte Folie weist mindestens eine Zone mit mindestens einer Seitenoberfläche einer geometrischen Struktur sowohl mit einem optischen Anteil als auch mit einem nicht-optischen Anteil auf.
Die Herstellung von Mikrowürfelanordnungen mit retroreflektiven würfeleckigen Elementen wird durch Verwendung von Formen erzielt, die mittels verschiedener Techniken einschließlich der als Stiftbündelung und Direktbearbeitung bekannten erzeugt werden. Mittels Stiftbündelung hergestellte Formen werden durch Zusammenfassen einzelner Stifte hergestellt, welche einen Endabschnitt aufweisen, der mit Merkmalen eines würfeleckigen retroreflektiven Elements ausgebildet ist. Beispiele von Stiftbündelung enthalten das U. S. Patent Nr. 3,926,402 (Heenan et al.) und die United Kinddom Patente Nr. 423,464 und 441,319 (Leray).
Das direkte Bearbeitungsverfahren, allgemein auch als Linierung bekannt, umfaßt das Schneiden von Anteilen eines Substrates, um ein Muster von Nuten zu erzeugen, welche sich überschneiden, um würfeleckige Elemente auszubilden. Das mit Nuten versehene Substrat wird als Matrize bezeichnet, aus welchen eine Reihen von Abzügen, d. h., Abdrucken hergestellt werden können, in einigen Fällen ist die Matrize als ein retroreflektiver Körper nützlich, wobei jedoch Abdrucke einschließlich Multigenerationsabdrucke häufiger als ein retroreflektiver Körper verwendet werden. Direktbearbeitung ist ein hervorragendes Verfahren zum Herstellen von Matrizenformen mit kleinen Mikrowürfelanordnungen. Mikrowürfelanordnungen sind besonders nützlich für die Herstellung dünner Abdruckanordnungen mit verbesserter Flexibilität. Mikrowürfelanordnungen sind auch für eine Fertigung in einem kontinuierlichen Prozeß förderlich. Der Herstellungsprozeß großer Anordnungen ist bei der Anwendung von Direktbearbeitungsverfahren ebenfalls relativ leichter als bei anderen Verfahren.
Beispiele von Direktbearbeitung sind in dem U. S. Patent Nr. 4,588,258 (Hoopman) und in dem U. S. Patent Nr. 3,712,706 (Stamm) dargestellt, welche einen einmaligen oder mehrmaligen Durchgang eines Bearbeitungswerkzeuges mit zwei gegenüberliegenden Schneidflächen zum Schneiden von Nuten zum Ausbilden würfeleckiger optischer Flächen in einem Substrat offenbaren. Ein Beispiel einer Direktbearbeitung, das nur zwei Nutensätze beinhaltet, ist in dem U. S. Patent Nr. 4,895,428 (Nelson et al.) beschrieben.
Fig. 1 offenbart eine Ausführungsform einer retroreflektiven würfeleckigen Elementanordnung 12, die aus einem direkt bearbeitbaren Substrat 13 durch Verwendung von mindestes drei Nutensätzen hergestellt wird, wovon jeder mehrere parallele nicht-überlappende Nuten aufweist. Bevorzugt werden sekundäre Nutensätze, welche aus gleichmäßig beabstandeten Nuten 14, 16 bestehen, in einer nicht-parallelen Beziehung angeordnet, und ein primärer Nutensatz besteht aus mehreren parallel gleichmäßig beabstandeten Primärnuten 20, die zwischen den Nutüberschneidungen 22 von Sekundärnuten zentriert sind. Eine alternative Ausführungsform eines Nutenabstandes weist variierende statt gleichmäßig beabstandete Nuten auf. In der in Fig. 1 offenbarten Ausführungsform sind mehrere erhabene nicht-zusammenhängende geometrische Strukturen einschließlich retroreflektiver würfeleckiger Elemente ausgebildet. In dieser Figur sind die Schnittpunkte der Nuten innerhalb zweier Nutensätze nicht-zusammenhängend, wobei sich mindestens eine Nut in einem dritten Nutensatz befindet. Ferner ist der Trennungsabstand zwischen den Überschneidungen innerhalb von zwei Nutensätzen mit mindesten einer Nut in einem dritten Nutensatz bevorzugt größer als etwa 0,01 mm, All die se geometrischen Strukturen sind würfeleckigen Elementen 24, 26 und 30 ähnlich. Fig. 1 veranschaulicht eine Mehrfachstrukturanordnung, in welcher die würfeleckigen Elemente aus primären und sekundären Nuten mit einer gleichmäßigen Schnittiefe geformt dargestellt sind. Die Nuten schneiden sich mit eingeschlossenen Winkeln von 60º.
Fig. 2 ist eine Querschnittsaufrißansicht entlang einer Linie 2-2 von Fig. 1. Fig. 2 veranschaulicht die Differenz in den Höhen der Würfelspitzen 34, 36 und 38, die den würfeleckigen Elementen 24, 26 und 30 entsprechen. Die Würfelspitze 38 stellt einen sehr hohen Punkt des direkt bearbeiteten Substrats in Bezug auf alle anderen Oberflächen dar. Zusätzlich führt die Ausbildung der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Struktur zu vertikalen Oberflächen 41, welche Schwierigkeiten bei der Verarbeitung von Anordnungen dieses Typs bereiten. Vertikale Oberflächen tragen zur Verhakung von gegenüberliegenden Flächen während des Abdruckvorgangs dieser Anordnungen bei, was wiederum zu Arbeitsineffizienzen, Materialverschwendung und Verlangsamung der Herstellung führt.
Für diese Anordnungen ist das optische Verhalten gewöhnlich durch den Prozentsatz des Oberflächenbereichs bestimmt, welcher tatsächlich retroreflektiv ist, d. h., welcher einen aktiven Bereich oder eine aktive Apertur aufweist. Die prozentuale aktive Apertur variiert als eine Funktion des Betrags der Verkantung, des Brechungsindex, und des Einfallswinkels. Die Struktur der in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnung zeigt eine außergewöhnliche aktive Apertur von etwa 95%, wie es schematisch in der Darstellung der prozentualen aktiven Apertur von Fig. 3 gezeigt ist. Fig. 3 stellt auch mehrere aktive Aperturgrößen dar, welche sich ergeben, wenn die vorstehend beschriebenen geometrischen Strukturen und das entsprechende Herstellungsverfahren angewendet werden. Insbesondere sind unterschiedlich bemessene Aperturen 47, 49 und 53 so gemischt und in enger Nachbarschaft angeordnet, daß sie den in Fig. 1 dargestellten unterschiedlichen Typen retroreflektiver würfeleckiger Elemente 24, 26 und 30 entsprechen. Die Anordnung 12 ist sehr nützlich bei Anwendungen, die eine hohe Helligkeit bei Einfallswinkeln von Null oder sehr kleinen Einfallswinkeln, wie z. B. bei photoelektrischen Sensoren, Verkehrssteuerungsmaterialen, Richtreflektoren und retroreflektiven Markierungen erfordern.
Fig. 4 offenbart eine retroreflektive würfeleckige Elementanordnung 56 unter Anwendung mehrerer Nutensätze in ähnlicher Weise wie der, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 dargestellt und beschrieben wurde, um retroreflektive würfeleckige Elemente 24, 46 und 77 zu erzeugen. Die Anordnung 56 wird jedoch durch Einarbeitung jeder Nut 94, 95, 96 mit einem Freiwinkel von 3ºausgebildet. Gemäß Darstellung in Fig. 5 führt dieser Freiwinkel zu einer weniger vertikalen Auslenkung der Oberfläche 62 im Vergleich zu der in Fig. 2 dargestellten Oberfläche 41. Diese weniger vertikale Ausrichtung der Oberfläche 62 erleichtert die Herstellung und ermöglicht erhebliche Verbesserungen während des Abdruckerzeugungsprozesses der Anordnung 56.
Die Anwendung eines Freiwinkels führt aber auch zu einer Reduzierung der solchen Anordnungen entsprechenden prozentualen Apertur. Gemäß Darstellung in Fig. 6 weist die Anordnung 56 mehrere unterschiedlich bemessene und geformte Aperturen 47, 79 und 83 auf. Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die in Fig. 6 dargestellten Aperturen ebenfalls gemischt und in enger Nachbarschaft angeordnet, um eine relativ hohe Helligkeit bei kleinen Einfallswinkeln zu liefern. Die maximale prozentuale aktive Apertur der Anordnung 56 ist jedoch aufgrund der Anwendung von Freiwinkeln, die etwas optischen Oberflächenbereich eliminieren, auf nur etwa 84% beschränkt. Ein vergrößerter Freiwinkel kann für eine weitere Erleichterung der Herstellung und des Abdruckvorgangs verwendet werden, führt aber auch zu einer zusätzlichen Reduzierung der maximalen prozentualen aktiven Apertur. Ausreichend hohe Freiwinkel können einige der höheren Strukturen innerhalb der Anordnungen verkleinern. Die sich ergebenden Trieder-Strukturen sind jedoch dann keine würfeleckigen retroreflektiven Elemente mehr.
Fig. 7 offenbart noch eine weitere Ausführungsform einer retroreflektiven würfeleckigen Elementanordnung 88, die in ähnlicher Weise wie die Anordnung 12 und die Anordnung 56 mit mehreren primären und sekundären Nuten hergestellt wird. Ein zelne oder mehrfache Durchläufe eines Bearbeitungswerkzeuges können dazu verwendet werden, um die Form der Nuten zu erzeugen, welche Seitenoberflächen geometrischer Strukturen erzeugen, welche optische Oberflächen würfeleckiger Elemente enthalten können. Endnuten formen alle Seitenoberflächen der geometrischen Struktur und können aus einer oder mehreren Nuten bestehen. Die direkt bearbeitete Anordnung 88 ist im wesentlichen identisch wie die Anordnung 56 ausgebildet, bis auf die Ausnahme einer weiteren Anpassung der Höhe mindestens einer der in der Anordnung ausgebildetem Strukturen. Dieses wird auf eine von mehrere verschiedenen möglichen Arten erreicht. Eine Ausführungsform beinhaltet das Einarbeiten mehrerer Nutensätze zum Erzeugen mehrerer geometrischer Strukturen einschließlich von würfeleckigen Elementen, und das Bearbeiten mindestens einer Nut in jeder von mindestens zwei Nutensätzen entlang überlappenden oder teilweise überlappenden Pfaden in dem Substrat, aber bei unterschiedlichen Nuttiefen. Eine weitere Ausführungsform beinhaltet das Erzeugen mehrerer geometrischer Strukturen einschließlich würfeleckiger Elemente durch direktes Einarbeiten von mindestens zwei Sätzen paralleler Nuten in das Substrat, so daß die Nuteneinarbeitung eine Endnut mit mindestens einer Seitenoberfläche einer geometrischen Struktur ausbildet, welche sowohl einen optischen Anteil als auch einen nicht-optischen Anteil aufweist. In diesem Zusammenhang bezeichnet "optischer Anteil" eine Oberfläche, welche bei einem gewissen Einfallswinkel tatsächlich retroreflektiv ist. Bevorzugt schneiden sich diese Anteile entlang einer Achse, die parallel der Achse der Nut(en) ist, welche die Seitenoberfläche der geometrischen Struktur ausbilden. Dieses kann durch die Anwendung eines neuen Bearbeitungswerkzeuges zum Formen der Endnut unter Verwendung von nur zwei Nutsätzen erreicht werden, oder einfach durch das Verwenden von mehr als zwei Nutsätzen zum Formen der Endnut gemäß nachstehender Beschreibung.
Beispielsweise wird die ursprünglich in Fig. 5 und teilweise in Fig. 8 dargestellte primäre Nut 94 in das Substrat 13 eingearbeitet. Dann wird in einem anschließenden Verarbei tungsschritt ein geeignetes Bearbeitungswerkzeug, das eine anschließende Nut 96 formt, durch das Substrat in einer überlappenden oder teilweise überlappenden Weise zu dem primären Nutpfad oder im wesentlichen parallel zu der primären Nut 94 bei einer Tiefe durchgeführt, die ausreicht, um die Höhe des Würfelspitzenelements 76 (Fig. 5) zu reduzieren, aber nicht bei einer Tiefe, welch die optischen Oberflächen anderer zuvor geformter würfeleckiger Elemente, wie z. B. der Elemente 24 und 77, schneiden würde. Es ist erkennbar, daß in diesem anschließenden Prozeßschritt, welcher einen anschließenden Nutsatz beinhaltet, eine Nut 96 in teilweiser Überlappung mit der Nut 94 ausgebildet wird. Die Nut 96 wird wahrscheinlich nur durch Schneiden von Substratoberflächen auf einer Seite der vorherigen Nut 94 ausgebildet. Der eingeschlossene Winkel der Nut 96 kann jeden beliebigen Wert aufnehmen, obwohl er bevorzugt nicht die Oberflächen benachbarter würfeleckiger Elemente schneiden sollte. Diese führt zu einer in Fig. 8 in Seitenansicht dargestellten Endnut 97, welche das Produkt der Bearbeitungsvorgänge ist, welche die Endoberflächen geometrischer Strukturen entlang der Nut ausbilden. Ähnliche zusätzliche Bearbeitungsvorgänge können auf dem Oberflächen entlang der sekundären Nutensätze durchgeführt werden. Gemäß Darstellung in Fig. 8 ist die Höhe H&sub1; des in Fig. 5 als würfeleckiges Element 76 abgebildeten und nun in eine neue Form als würfeleckiges Element 99 mit einer Spitze 101 ge formten würfeleckigen Elements geringer als die Höre H&sub2; des würfeleckigen Elements 76. Die Endnut 97 formt mindestens eine Seitenoberfläche 98 einer geometrischen Struktur, welche sowohl einen optischen Anteil als auch einen nicht-optischen Anteil, d. h., eine Oberfläche aufweist, die keine der drei im wesentlichen orthogonalen Oberflächen ist, die eine Würfelecke bilden.
Die Anpassung der Höhe mindestens eines des würfeleckigen Elemente durch die Anwendung direkter Bearbeitungstechniken ergibt erhebliche Prozeßvorteile und verbessert das mechanische und optische Verhalten. Eine geringere Höhe erleichtert das Trennen von Abdrucken von den Matrizenanordnungen während des Abdruckerzeugungsprozesses. In der Tat wird die Abdruckqualität mit einer dünneren, in der Höhe reduzierten Anordnung stark verbessert. Die Reduzierung der Höhe führt im allgemeinen auch zu einer insgesamt dünneren Konstruktionsanordnung 88 als die vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 6 beschriebene. Dieses verbessert die Herstellung, die Verarbeitung und das Handling. Zusätzlich ist eine dünnere Anordnung, und noch dazu eine, welche erhebliche optische Vorteile gegenüber bekannten Anordnungen aufweist, dadurch vorteilhaft, daß sie den Abschattungseffekt reduziert, welcher anderenfalls die Lichtmenge auf die optischen retroreflektiven Oberflächen der Anordnung aufgrund des Kanaleffektes einer sehr langen (d. h., hohen) Struktur, welche das Licht durchwandern muß, reduziert.
Ein weiterer Vorteil der Anpassung der Höhe unter Anwendung der neuen vorstehend beschriebenen Schneideverfahren besteht in der erhöhten prozentualen aktiven Apertur der sich ergebenden Anordnungen, insbesondere für Anordnungen, welche Nicht-Null-Freiwinkel verwenden. Diese Anordnungen können eine aktive Apertur bis zu einem Maximum von 91% zeigen, obwohl dieser Wert reduziert wird, wenn ein Freiwinkel angewendet wird, wie es beispielsweise in Fig. 8 dargestellt ist. Mit dem Freiwinkel weist die Anordnung 88 eine maximale prozentuale Apertur von etwa 88% auf. Größeres Freiwinkel könnten die prozentuale aktive Apertur bei einem Einfallswinkel von Null verringern, obwohl es möglich ist, mindestens 70% oder mehr aktive Apertur unter Anwendung dieser neuen Schneidverfahren aufrechtzuerhalten. Fig. 9 stellt die aktiven Aperturen, betrachtet aus einem Einfallswinkel von Null, der Anordnung 88 dar. Die prozentuale aktive Apertur der Anordnung 88 wird durch mehrere unterschiedlich große und geformte Aperturen 47, 79 und 99 repräsentiert. Diese Aperturen entsprechen würfeleckigen Elementen 24, 77 und 99. Die Anordnung 88 kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, und ist insbesondere nützlich für die Anwendungen, welche eine hohe Helligkeit und verbesserte mechanische Flexibilität erfordern.
Eine Mehrgenerationen-Abdruckvorgang von Matrizenanordnungen mit würfeleckigen Elementen wird erheblich durch die Anwendung von Anordnungen ohne vertikale Oberfläche und ohne tiefe Nuten oder hohe geometrische Strukturen verbessert. Kürzere Strukturen vereinfachen die Aufgabe der Trennung eines Abdrucks von einer Matrize ohne Beschädigung der optischen Strukturen. Kürzere Strukturen führen auch zu einer geringeren mechanischen Verhakung zwischen einem Abdruck und einem Matrize. Kürzere Strukturen weisen auch mit geringerer Wahrscheinlichkeit, zwischen einem Abdruck und einer Matrize eingeschlossene Blasen auf, können bei niedrigeren Temperaturen als höhere Strukturen aus demselben Material verarbeitet werden, und sind zu einer höheren Prozeßgeschwindigkeit kompatibel. Man erkennt, daß die höchsten angesprochenen Strukturen entweder würfeleckige Elemente oder anderen geometrische Strukturen umfassen können, und daß erhebliche Vorteile während der Verarbeitung auftreten, wenn die Höhe der höchsten Struktur mindestens etwa auf die Höhe der nächsthöheren Struktur(en) verringert wird. Dieses setzt natürlich voraus, daß die mehreren geometrischen Strukturen eine oder mehrere unterschiedliche geometrische Strukturen aufweisen können.
Die Anordnung 12, Anordnung 26 und Anordnung 88 sind Beispiele würfeleckiger retroreflektiver Anordnungen, welche nicht-verkantete Würfel mit individuellen Symmetrieachsen aufweisen, welche senkrecht zu einer Basisebene 110 liegen. Die Symmetrieachse ist eine zentrale oder optische Achse, welche ein Dreiteiler des von den Seiten des Elements gebildeten inneren oder Diederwinkels ist. In einigen praktischen Anwendungen ist es jedoch vorteilhaft, die Symmetrieachsen der würfeleckigen retroreflektiven Elemente in eine Richtung zu verkanten oder neigen, welche nicht senkrecht zu der Basisebene ist. Die sich ergebenden verkanteten würfeleckigen Elemente wirken so zusammen, daß sie eine Anordnung erzeugen, welche über einen anderen Bereich von Einfallswinkeln retroreflektiert. Fig. 10 offenbart eine verkantete retroreflektive würfeleckige Elementanordnung 116, welche mehrere würfeleckige Elemente aufweist, die jeweils von primären und sekundären Nuten ausgebildet werden, welche sich mit Einschließwinkeln 58,5º -58,5º, -63º überschneiden. Alle primären Nuten 118 und alle sekundären Nuten 117, 119 sind gleichmäßig beabstandet und weisen einen Freiwinkel von 3º auf. Die Anordnung 116 besitzt alle Vorteile der Anordnung 88, zeigt aber auch eine Spitzenhelligkeit bei einem Nicht-Null-Einfallswinkel. Dieses ist insbesondere nützlich in Anwendungen wie z. B. bei Autobahnbeschilderungen bei welchen in den meisten Fällen ein Nicht-Null-Einfallswinkel auftritt. Die primären Nuten 118 sind zwischen den Überschneidungen der Sekundärnuten 120 zentriert.
Fig. 11 offenbart die prozentuale aktive Apertur der Anordnung 116 bei einem Eintrittswinkel von Null. Die Anordnung 116 weist mehrere unterschiedlich geformte und bemessene Aperturen 122, 125 und 129 auf, die den retroreflektiven würfeleckigen Elementen 131, 133 und 137 entsprechen. Fig. 11 veranschaulicht die Reduzierung der prozentualen aktiven Apertur bei einem Einfallswinkel von Null, so wie sie durch die Größe der nicht-aktiven Zonen 141, verursacht durch die Verkantung der Anordnung 116 dargestellt ist.
Fig. 12 offenbart die prozentuale aktive Apertur über dem Einfallswinkel für Anordnungen mit einem Brechungsindex von 1,59 und Eintrittswinkeln von 0º bis ± 20ºfür nicht verkantete Anordnungen. Die Kurve 151 offenbart die prozentuale aktive Apertur für eine herkömmliche 60º-60º-60º Anordnung, wie sie in dem U. S. Patent Nr. 3,712,706 für Stamm beschrieben ist. Die Kurve 153 offenbart die prozentuale Apertur für die 60º-60º-60º asymmetrische Anordnung 12 von Fig. 1. Die Kurve 155 offenbart die prozentuale aktive Apertur für die 60º-60º- 60º höhenangepaßte Anordnung 88 mit 3º Freiwinkel von Fig. 7, und die Kurve 159 offenbart die prozentuale aktive Apertur für die 60º-60º-60ºnicht höhenangepaßte Anordnung 56 mit einem Freiwinkel von 3º von Fig. 4.
Fig. 12 veranschaulicht eine Anordnung mit sehr hoher Helligkeit mit einer maximalen prozentualen Apertur von etwa 91º, dargestellt durch die Kurve 153, welche in einer Anord nung erzielt wird, welche mit Nuten ohne Freiwinkel ausgebildet ist. Eine Anordnung mit einem Freiwinkel verbessert die Verarbeitbarkeit, führt aber auch zu einer relativen Reduzierung der prozentualen aktiven Apertur, wie es durch die Kurve 159 dargestellt ist. Diese Reduzierung der prozentualen aktiven Apertur wird durch die Verwendung von Nuten mit einem Freiwinkel ohne gleichzeitige Einbeziehung einer Höhenanpassung an der (den) höchsten Struktur(en) in der Anordnung bewirkt. Gemäß Darstellung in der Kurve 155 ist jedoch eine verbesserte Helligkeit und Verarbeitbarkeit möglich, indem Nutenfreiwinkel vorgesehen werden und indem die Höhe der höchsten Strukturen innerhalb der Anordnung reduziert wird. Diese Herstellungsverfahren ergeben eine deutliche Erhöhung der prozentualen aktiven Apertur in einem Bereich von etwa -15º bis etwa 20º Einfallswinkel für die vorstehend offenbarte Anordnung. Eine zusätzliche Bearbeitung zum Reduzieren der höchsten Struktur innerhalb einer Anordnung kann bei Anordnungen mit einem großen Bereich von Freiwinkeln, einschließlich Null, angewendet werden.
Fig. 13 offenbart auch eine prozentuale aktive Apertur über dem Eintrittswinkel für Anordnungen mit einem Brechungsindex von 1,59. Die Kurve 155 offenbart die prozentuale aktive Apertur für die in Fig. 7 dargestellte 60º-60º-60º asymmetrische Anordnung 88 mit 3º Freiwinkel, welche einen höhenangepaßten Nutensatz enthält, oder eine gesteuerte Tiefe eines geschnittenen Nutensatzes, wobei beide die Seitenoberfläche mit der neuen geometrischen Struktur mit mindestens einem optischen Anteil und mindestens einem nicht-optischen Anteil erzeugen. Die Kurve 163 offenbart die prozentuale aktive Apertur für eine verkantete Anordnung mit retroreflektiven würfeleckigen Elementen, die von Nuten mit eingeschlossenen Winkeln von 58,5º-58,5º 63º geformt werden, die der in Figur dargestellten Anordnung 116 entsprechen. Gemäß Darstellung in Fig. 13 weist die Kurve 163 im wesentlichen identische Merkmale zur Kurve 155 mit der Ausnahme auf, daß sie ihre Spitzenhelligkeit bei einem Nicht-Null-Einfallswinkel erreicht. Beide Kurven 155 und 163 zeigen eine asymmetrische Einfallswinkelabhängigkeit, wenn sie um eine Achse innerhalb der Ebene des Substrates gedreht werden. Andere Verkantungsmaße können vorteilhaft dazu verwendet werden, um die der prozentualen aktiven Apertur in der Spitze zugeordnete Einfallswinkelabhängigkeit zu steuern.
Die Gesamtlichtrückstreuung einer retroreflektiven Folie wird aus dem Produkt der prozentualen aktiven Apertur und der retroreflektiven Lichtstrahlintensität erhalten. Bei einigen Kombinationen von Würfelgeometrien, Einfallswinkeln und Brechungsindex können signifikante Verringerungen in der Strahlenintensität zu einer relativ schlechten Gesamtlichtrückstreuung führen, obwohl die prozentuale aktive Apertur relativ hoch ist. Ein Beispiel sind retroreflektive würfeleckige Anordnungen, welche auf der internen Totalreflexion der retroreflektierten Lichtstrahlen beruhen. Die Strahlenintensität wird erheblich reduziert, wenn der kritische Winkel für die interne Totalreflexion an einer der Würfelseiten überschritten wird. Metallische oder andere reflektive Beschichtungen auf einem Teil der Anordnung können in solchen Situationen genutzt werden. Beispielsweise wird ein spezifischer Anteil einer Anordnung, welche Würfelflächen aufweist, die mit einem Abdichtungsmedium in Kontakt stehen, oft reflektiver, wenn die Oberflächen eine reflektive Beschichtung aufweisen. Alternativ kann ein Anteil eine gesamte Anordnung umfassen.
Wie vorstehend dargestellt, sind retroreflektive direkt verarbeitete würfeleckige Körper oft so ausgelegt, daß sie einen Abdichtungsfilm aufnehmen, welcher auf den retroreflektiven Körper aufgebracht wird, um ein Material mit niedrigem Brechungsindex, wie z. B. Luft, unmittelbar an den retroreflektiven Elementen für eine verbessertes Verhalten zu halten. In herkömmlichen Anordnungen wird dieses Medium oft in einer Weise in direkten Kontakt mit dem würfeleckigen Elementen gebracht, welche die Gesamtlichtrücltstreuung verschlechtert. Wie in Fig. 14 dargestellt, kann jedoch ein Abdichtungsmedium 175 auf den höchsten Oberflächen 181 einer Anord nung ohne Berührung und Verschlechterung der optischen Eigenschaften niedrigerer retroreflektiver würfeleckiger Elemente, wie z. B. der Elemente 24 und 99 plaziert werden. Die höchsten Oberflächen können würfeleckige Elemente, nicht retroreflektive Pyramiden, Kegelstumpfe, Pfosten oder andere Strukturen umfassen. Obwohl sich leichte Höhenabweichungen aus einer leichten Ungleichmäßigkeit von Nutenpositionen oder dem eingeschlossenen Winkel von würfeleckigen Elementen aufgrund von Bearbeitungstoleranzen oder einer gewollten Einführung einer Nicht-Orthogonalität ergeben können, sind diese Abweichungen nicht zu den in dieser Erfindung offenbarten und gedachten Abweichungen analog. Wenn ein Abdichtungsmedium verwendet wird, kann die höchste Oberfläche so geformt werden, wie es beispielsweise durch die Oberfläche 191 in Fig. 15 dargestellt ist, um sowohl das Abdichtungsmedium festzuhalten als auch die Lichtdurchlässigkeit der Folie zu erhöhen. Die Lichtdurchlässigkeit der Folie kann durch die Verwendung eines transparenten oder teiltransparenten Abdichtungsmediums erhöht werden.
Es ist auch erkennbar, daß die Reduzierung der Höhe der höchsten Strukturen eine dramatische Auswirkung auf die Reduzierung der Biegesteifigkeit insbesondere für eine Würfelfolie besitzt, welche ein Abdichtungsmedium verwendet. Sogar eine moderate Reduzierung der Dicke einer Folie besitzt eine signifikante Auswirkung auf die Steifigkeit, da die Biegesteifigkeit proportional zu dem Kubus der Dicke für eine Folie bei der Biegung ist. Beispielsweise führt eine Reduzierung von 20% der Gesamtdicke zu einer Verringerung der Biegesteifigkeit von etwa 50%.
Fig. 15 ist eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Diese Ansicht zeigt einen Teil einer Anordnung 200 ähnlich einem Teil einer in Fig. 14 dargestellten Anordnung 88, beinhaltet aber die Verwendung einer Trennoberfläche 206. Die Seitenoberflächen 210, 213 geometrischer Strukturen 218, 219 bilden die Begrenzungskanten 221, 223 für die Trennoberfläche. Die Seitenoberflächen können optische Oberflächen würfeleckiger Elemente sowie nicht-optische Oberflächen auf würfeleckigen und anderer geometrischen Strukturen enthalten. Die Trennoberfläche 206 kann flache oder gekrümmte Abschnitte enthalten, wenn sie im Querschnitt betrachtet wird. Die Trennoberflächen können vorteilhaft dazu verwendet werden, um die Lichttransrnission oder Transparenz in der Folie zu erhöhen, einschließlich der flexiblen Folie, indem die vorstehend offenbarten Anordnungsstrukturen genutzt werden. Die Trennoberfläche 206 kann mittels eines Bearbeitungswerkzeuges mit einer flachen oder gekrümmten Spitze oder durch zusätzliches Entfernen von Material von einem Abdruck der Anordnungsmatrize ausgebildet werden. Diese Konstruktion ist insbesondere nützlich in Anwendungen wie z. B. intern beleuchteten Zeichen und Bordsteinmarkierungen.
Geeignete Materialien für retroreflektive Körper oder Folien dieser Erfindung sind bevorzugt transparente Materialien, welche in ihrer Dimension stabil, beständig und wetterfest sind, und leicht als Abdruck in der gewünschte Konfiguration erzeugt werden können. Zu Beispielen geeigneter Materialien zählen Glas; Akrylsorten, welche einen Brechungsindex von 1,5, wie z. B. das Markenharz PLEXIGLAS, hergestellt von Röhm und Haas Co.; Polykarbonate, welche einen Brechungsindex von etwa 1,59 aufweisen; reaktive Materialien, wie sie in den U. S. Patenten Nr. 4, 567, 850, 4, 582, 855 und 4, 66F3, 558 gelehrt werden; auf Polyethylen basierende Ionomere, wie z. B. die unter dem Markennamen SURLYN von E. I. Dupont de Nemours and Co., Inc.; Polyester; Polyurethane und Zelluloseazetate. Polykarbonate sind insbesondere wegen ihrer Festigkeit und ihres relativ höheren Brechungsindexes, welche im allgemeinen zu einem verbesserten retroreflektiven Verhalten über einen breiteren Bereich von Einfallswinkeln beiträgt, geeignet. Diese Materialien können auch Farbstoffe, Färbemittel, Pigmente UV-Stabilisatoren oder andere Zusätze enthalten. Die Transparenz der Materialien stellt sicher, daß die Trennungsoberfläche oder andere geformte Oberflächen Licht durch diese Anteile des Körpers oder der Folie hindurchlassen.
Die Integration entweder abgeschnittener Oberflächen und/oder Trennoberflächen beseitigt nicht die Retroreflektivität des Körpers sondern macht den gesamten Körper statt dessen teilweise transparent. In einigen Anwendungen, welche teilweise transparente Materialien erfordern, verbessern niedrigere Brechungsindizes des Körpers den Bereich des durch den Körper hindurch gelassenen Lichts. In diesen Anwendungen ist der erhöhte Durchlaßbereich von Akrylsorten (Brechungsindex von etwa 1,5) wünschenswert. In vollständig retroreflektiven Körpern werden Materialien mit hohen Brechungsindizes bevorzugt. In diesen Anwendungen werden Materialien wie z. B. Polykarbonate, mit Brechungsindizes von etwa 1,59 verwendet, um die Differenz zwischen den Indizes von Material und Luft zu erhöhen, und dadurch die Retroreflektion zu erhöhen. Polykarbonate werden ebenfalls allgemein wegen ihrer Temperaturstabilität und der Stoßfestigkeit bevorzugt.
Direkt bearbeitete erfindungsgemäße Anordnungen werden durch Anpassen der Höhe von mindestens einer der Strukturen in der Anordnung geformt. Wie vorstehend beschrieben, umfaßt ein Verfahren zur Herstellung derartiger Anordnungen das Erzeugen mehrerer geometrischer Strukturen, einschließlich würfeleckiger Elemente durch direktes Einarbeiten von mindestens zwei Sätzen paralleler Nuten in das Substrat, so daß die Nuteinarbeitung mindestens eine Seitenoberfläche einer geometrischen Struktur erzeugt, welche sowohl einen optischen Anteil als auch einen nicht-optischen Anteil aufweist. Diese Bearbeitung kann durch ein neues Bearbeitungswerkzeug mit einer Nutschneideeinrichtung für das gleichzeitige Schneiden mehrerer unterschiedlicher Oberflächen einer geometrischen Struktur erzielt werden, welche mehrere Seitenoberflächen auf mindestens einer Seite einer Endnut ausbilden. Ein Beispiel dieser Art eines Werkzeuges ist in Fig. 16 dargestellt, in welcher das Werkzeug 230 Nutschneideeinrichtungen mit einer ersten Schneidfläche 235, einer zweiten Schneidfläche 237 und einer dritten Schneidfläche 239 aufweist. In dieser Ausführungsform sind die erste Schneidfläche 235 und die zweite Schneidfläche 237 so konfiguriert, daß sie mindestens eine Seitenoberfläche einer geometrischen Struktur sowohl mit einem optischen Anteil als auch einem nicht-optischen Anteil ausbilden.
Weitere Ausführungsformen dieser Erfindungen beinhalten die Erzeugung eines Körpers, oder von Abdrucken des Körpers, welche die Form des retroreflektierten Lichtmusters weiter modifizieren. Diese Ausführungsformen weisen mindestens einen Nutseitenwinkel in mindestens einem Nutensatz auf, welcher sich von dem Winkel unterscheidet, der für die Erzeugung einer orthogonalen Überschneidung mit anderen Flächen von Elementen, die durch die Nutseiten gebildet werden, erforderlich ist. In gleicher Weise kann mindestens ein Nutensatz ein sich wiederholendes Muster von mindestens zwei Nutseitenwinkeln aufweisen, die sich voneinander unterscheiden. Formen der Bearbeitungswerkzeuge, oder andere Techniken können würfeleckige Elemente erzeugen, in welchen zumindest ein erheblicher Anteil mindestens einer optischen Fläche eines würfeleckiger Elements an zumindest einigen der Würfel gekrümmt ist. Die gekrümmte Fläche kann konkav oder konvex sein. Die gekrümmte Fläche, welche zu Beginn durch eine der Nuten in einem der Nutensätze geformt wurde, ist in einer im wesentlichen parallelen Richtung zu der Nut flach. Die gekrümmte Fläche kann zylindrisch sein, wobei die Zylinderachse parallel zur Nut verläuft, oder kann einen sich verändernden Krümmungsradius in einer Richtung senkrecht zu der Nut aufweisen.
Eine Zusammensetzungsanordnung ist die Technik zur Kombination von Zonen würfeleckiger Elemente mit unterschiedlichen Ausrichtungen. Diese wird z. B. bei herkömmlichen Anordnungen angewendet, um eine Folie mit einem gleichmäßigen Aussehen bei hohen Einfallswinkeln unabhängig von der Ausrichtung zu erzeugen. Gemäß Fig. 17 weist die zusammengesetzte Anordnung 244 mehrere Zonen der Anordnungen 88 auf. Zusammengesetzte Anordnungen können angrenzende Zonen von direkt bearbeiteten würfeleckigen retroreflektiven Elementanordnungen entweder mit herkömmlichen oder mit höhenangepaßten Anordnungen mit unterschiedlichen Konfigurationen aufweisen, oder Anordnungen in welchen mindestens eine Seitenoberfläche einer geometrischen Struktur sowohl einen optischen als auch einen nichtoptischen Anteil besitzt. Die Größe der Zonen sollte gemäß der Anforderungen der spezifischen Anwendungen gewählt werden. Beispielsweise können Verkehrsregelungsanwendungen Zonen erfordern, welche ausreichend klein sind, daß sie für das nicht unterstützte menschliche Auge bei dem minimalen erwarteten Betrachtungsabstand nicht visuell auflösbar sind. Dieses ergibt eine zusammengesetzte Anordnung mit einem gleichförmigen Aussehen. Alternativ können Kanalmarkierungs- oder Richtreflektoranwendungen Zonen erfordern, welche ausreichend groß sind, daß sie von dem nicht unterstützten menschlichen Auge bei einem maximal erforderlichen Betrachtungsabstand leicht aufgelöst werden können.
Der Prozeß der Anpassung der Höhe geometrischer Strukturen innerhalb einer optischen Anordnung retroreflektiver, würfeleckiger Elemente entweder durch Anpassung der Tiefe eines Schnittes oder durch Ausführen eines zusätzlichen Höhenanpassungs-Nutschneideschrittes führt zu erheblichen Vorteilen. Zu diesen Vorteilen zählen eines höhere prozentuale aktive Apertur bei verschiedenen Einfallswinkeln, ein dünnerer Aufbau der Anordnungen, verbessertes Verarbeiten, Abdruckerzeugen, und Handling der Anordnungen, verbessertes optisches Verhalten der Anordnungen, verbesserte Transparenzwerte der Anordnungen, und verbesserte Flexibilität der Anordnungen. Es ist erkennbar, daß die vorgenannten Prozesse durch Anwendung von Bearbeitungswerkzeugen mit verschiedenen Formen erreicht werden können.
Verschiedene Modifikationen und Änderungen dieser Erfindung werden dem Fachmann auf diesem Gebiet ohne Abweichung von dem Schutzumfang dieser Erfindung ersichtlich werden.

Claims

1. Würfeleckiger Körper, aufweisend ein Substrat (13) mit einer in einer Basisebene (110) angeordneten Basisoberfläche und einer der Basisoberfläche gegenüberliegenden strukturierten Oberfläche, wobei die strukturierte Oberfläche eine Anordnung würfeleckiger Elemente (24, 77, 99), ausgebildet durch mindestens zwei sich überschneidende Nutensätze in dem Substrat (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seitenoberfläche (98) von mindestens einer Nut (97) einen ersten Anteil besitzt, welcher keine Oberfläche eines würfeleckigen Elements ist und sich von dem Nutscheitel weg in einem ersten Winkel in Bezug auf die Basisebene (110) erstreckt, und einen zweiten Anteil, welcher eine Oberfläche eines würfeleckigen Elements ist, und sich von dem ersten Anteil weg erstreckt und einen zweiten Winkel mit der Basisebene (110) bildet, welcher wesentlich kleiner als der vom ersten Anteil gebildete Winkel ist.

2. Würfeleckiger Körper nach Anspruch 1, wobei: der zweite Anteil eine reflektive Oberfläche eines würfeleckigen Elements bildet.

3. Würfeleckiger Körper nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Überschneidungen der Nuten innerhalb von zwei Nutensätzen von einer Nut in einem dritten Nutsatz um mindestens 0,01 mm versetzt sind.

4. Würfeleckiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der Würfelscheitel einer ersten Nut in einem ersten Abstand über einer Referenzebene (110) angeordnet ist, und der Nutscheitel einer zweiten Nut in einem von dem ersten Abstand unterschiedlichen zweiten Abstand über der Referenzebene (110) angeordnet ist.

5. Würfeleckiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: mindestens einer von den Nutensätzen, in einem Wiederholungsmuster, mindestens zwei Nutseitenwinkel aufweist, welche sich voneinander unterscheiden.

6. Würfeleckiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Substrat (13) ein im wesentlichen optisch transparentes Material aufweist, das zur Anwendung in retroreflektiven Folien geeignet ist.

7. Würfeleckiger Körper nach Anspruch 6, wobei: ein Anteil des Substrats (13) mit einem spiegelnd reflektiven Material beschichtet ist.

8. Würfeleckiger Körper nach Anspruch 6 oder 7, wobei: der Körper mehr als 80% aktive Apertur als Reaktion auf Licht zeigt, das auf die Basisoberfläche etwa senkrecht zu der Basisebene (110) einfällt.

9. Würfeleckiger Körper nach Anspruch 6 oder 7, wobei: der Körper mehr als 90% aktive Apertur als Reaktion auf Licht zeigt, das auf die Basisoberfläche etwa senkrecht zu der Basisebene (110) einfällt.

10. Würfeleckiger Körper nach Anspruch 6 oder 7, wobei: der Körper die maximale Helligkeit als Reaktion auf Licht zeigt, das auf die Basisoberfläche in einem schiefen Winkel in Bezug auf die Basisebene (110) einfällt.

11. Würfeleckiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: der Körper eine asymmetrische Einfallswinkelabhängigkeit zeigt, wenn er um eine Achse innerhalb der Ebene des Substrats (13) gedreht wird.

12. Würfeleckiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei: mindestens eine Oberfläche von mindestens einigen von den würfeleckigen Elementen über einen erheblichen Anteil der Oberfläche gekrümmt ist.

13. Würfeleckiger Körper nach Anspruch 12, wobei: die Form der gekrümmten Oberfläche im wesentlichen zylindrisch ist, so daß die Achse des Zylinders annähernd parallel zu der Nut verläuft, welche die gekrümmte Oberfläche begrenzt.

14. Würfeleckiger Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei: mindestens zwei geometrische Strukturen der Anordnung der würfeleckigen Elemente (24, 77, 99) unterschiedliche Höhen über der Basisebene (110) aufweisen.

15. Würfeleckiger Körper nach Anspruch 14, wobei: mehrere von den geometrischen Strukturen eine Abstützung für ein Abdichtungsmedium (175) bereitstellen.

16. Zusammengesetzter würfeleckiger Körper, aufweisend ein Substrat (13) mit einer in einer Basisebene: (110) angeordneten Basisoberfläche und einer der Basisoberfläche gegenüberliegenden strukturierten Oberfläche, wobei die strukturierte Oberfläche aufweist:

eine erste Anordnung würfeleckiger Elemente, ausgebildet durch mindestens zwei sich überschneidende Nutensätze in dem Substrat (13); und

eine zweite Anordnung würfeleckiger Elemente, ausgebildet durch mindestens zwei sich überschneidende Nutensätze in dem Substrat (13), wobei die zweite Anordnung in einer anderen Ausrichtung auf dem Substrat (13) als die erste Anordnung angeordnet ist, wobei:

mindestens eine Seitenoberfläche (98) von mindestens einer Nut (97) in der ersten Anordnung einen ersten Anteil besitzt, welcher keine Oberfläche eines würfelecki gen Elements ist und sich von dem Nutscheitel weg in einem ersten Winkel in Bezug auf die Basisebene (110) erstreckt, und einen zweiten Anteil, welcher eine Oberfläche eines würfeleckigen Elements ist, und sich von dem ersten Anteil weg erstreckt und einen zweiten Winkel mit der Basisebene (110) bildet, welcher wesentlich kleiner als der vom ersten Anteil gebildete Winkel ist.

17. Verfahren zum Herstellen eines würfeleckigen Körpers, mit den Schritten:

Bereitstellen eines bearbeitbaren Substrates (13) Einarbeiten von mindestens zwei sich überschneidenden Nutensätzen in das Substrat (13), um eine Anordnung würfeleckiger Elemente (24, 77, 99) auf einer Oberfläche des Substrats (13) auszubilden; wobei:

der Bearbeitungsschritt der Nutensätze den Schritt der Einarbeitung einer zusätzlichen Nut (96) in mindestens einer Nut in mindestens einem Nutensatz aufweist, um eine Endnut (97) auszubilden, welche an einer Seite davon eine Seitenoberfläche (98) des zusammengesetzten würfeleckigen Elements mit einem ersten Anteil aufweist, welcher keine Oberfläche eines würfeleckigen Elements ist und sich von dem Nutscheitel weg in einem ersten Winkel in Bezug auf eine Basisebene (110) erstreckt, und einen zweiten Anteil, welcher eine Oberfläche eines würfeleckigen Elements ist und sich von dem ersten Anteil weg erstreckt und einen zweiten Winkel mit der Basisebene (110) ausbildet, welcher wesentlich kleiner als der von dem ersten Anteil gebildete Winkel ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei: die Endnut (97) unter Anwendung eines Bearbeitungswerkzeuges (230) mit einer zusammengesetzten Schneidfläche ausgebildet wird, die eine erste Schneidfläche (235) und eine zweite Schneidfläche (237) aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei: sich der erste Anteil und der zweite Anteil entlang einer Achse schneiden, die parallel zu der Achse der Nut verläuft, welche die Seitenoberfläche (98) des zusammengesetzten würfeleckigen Elements ausbildet.

20. Würfeleckiger Körper, hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19.

21. Würfeleckiger Körper, welcher ein Abdruck des Körper von Anspruch 20 ist.